JP2003155755A - 繊維シートとモルタルを併用した人孔補強構造とその工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施工コストが安く、工期が短く、安全上の問
題もなく、地下埋設物や道路状況にも左右されず、ま
た、人孔の内面に設備があっても施工が容易で、さら
に、人孔のボックス状の構造物としての強度を増大させ
ることを可能とした繊維シートとモルタルを併用した人
孔補強構造とその工法を提供することを目的とする。 【解決手段】 人孔の内面に貼付けた繊維シートと、前
記繊維シートの上に塗布したモルタルと、前記モルタル
の上に繊維シートを貼付けて３層構造として、地中のボ
ックス構造物に作用する引張応力、圧縮応力、せん断応
力を人孔内面に貼付た繊維シートはボックス構造に作用
する外側の引張応力を負担し、３層構造の中間層のモル
タルは圧縮応力とせん断応力を負担し、モルタルの内面
に貼付けた繊維シートはボックス構造に作用する内側の
引張応力を負担する。上記の３種の応力を３層構造でも
って強度を増大させるべく、繊維シートとモルタルを併
用してなる人孔補強構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中にある人孔の
補強に用いる繊維シートとモルタルを併用した人孔補強
構造とその工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人孔の補強工法として次のものがある。

【０００３】開削で地上から人孔をつくり直す方法、人
孔の内面を鋼材で補強する方法、あるいは人孔の内面に
高強度シートを貼付け補強する方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】開削で地上から人孔を
つくり直す方法では、つくり直しの開削工事費はコスト
がかかり、工期も長く、安全性の観点からも問題が多
い。さらに、地下埋設物や道路状況によっては、施工が
困難な場合がある。

【０００５】また、人孔の内面を鋼材で補強する方法で
は、人孔に設備があって、施工が困難な場合がある。

【０００６】さらに、人孔の内面に高強度シートを貼付
け補強する方法では、人孔の内壁の引張応力の増加のみ
で、圧縮応力、せん断力には対処できず、ボックス状の
構造物としての強化レベルは低い。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
の事情に鑑み、施工コストが安く、工期が短く、安全上
の問題もなく、地下埋設物や道路状況にも左右されず、
また、人孔内に設備があっても施工が容易で、さらに、
人孔のボックス状の構造物としての強度を増大させるこ
とを可能とすべく、人孔の内面に貼付けた繊維シート
と、前記繊維シートの上に塗布したモルタルと、前記モ
ルタルの上に繊維シートを貼付けて３層構造として、地
中のボックス構造物に作用する「引張応力、圧縮応力、
せん断応力」を、人孔内面に貼付けた繊維シートはボッ
クス構造物に作用する外側の引張応力を負担し、３層構
造の中間層となるモルタルは圧縮応力とせん断応力を負
担し、モルタルの内面に貼付けた繊維シートはボックス
構造物に作用する内側の引張応力を負担する。上記の３
種の応力を３層構造でもって強度を増大させるべく、繊
維シートとモルタルを併用した人孔補強構造とした。

【０００８】また、本発明は、施工コストが安く、工期
が短く、安全上の問題もなく、地下埋設物や道路状況に
も左右されず、また、人孔内面に設備があっても施工が
容易で、さらに、人孔のボックス状の構造物としての強
度を増大させることを可能とすべく、人孔の内面に繊維
シートを貼付け、前記繊維シートの上にモルタルを塗布
し、前記モルタルの上に繊維シートを貼付けて３層構造
となる繊維シートとモルタルを併用した人孔補強工法と
した。

【０００９】

【発明の実施の態様】本発明を添付する図面に基づい
て、以下詳細に説明する。

【００１０】人孔には、電力ケーブルなどが収容され
る。古く構築された人孔の中には、ボックス状の構造物
として殆ど強度がないものもあり、補強の必要がある。

【００１１】図１は、本発明の一実施例の地中１にある
補強構造３を施工した人孔２の断面図を示す。

【００１２】図２〜図４に、補強構造３の施工フローを
断面を拡大して示し、図５は人孔補強工法により構築さ
れたボックス状の構造物を示す。

【００１３】まず、図２に示すように、既設コンクリー
ト１１の表面をケレンし、その表面を洗浄し、プライマ
ー１２を塗布して、その上にエポキシ樹脂１４を塗布
し、炭素繊維シート１３を貼付け、ローラー等で炭素繊
維シート１３を押付けてエポキシ樹脂１４が炭素繊維シ
ート１３の表面に浮き出るように含浸させる。プライマ
ー１５はエポキシ樹脂１４とモルタル１６を接着するた
めに塗布する。

【００１４】本発明で使用する高強度無収縮モルタル１
６の配合例を次に示す。

【００１５】

【表１】 超早強セメントを使用することで、１時間程度で硬化
し、上塗りが可能となる。このため、１日の施工厚さが
５ｃｍ程度まで可能となった。

【００１６】超早強セメントでは硬化時間の調整が難し
いが、配合の変更と温度管理により現場ごとの施工性と
施工量に合わせた硬化時間にできる。

【００１７】高温の状況（夏期）は遅延剤を使用して硬
化時間を遅くできる。遅延剤により粘性が低下し、壁面
に塗布しにくくなるが、ポリプロピレン繊維を添加する
ことにより、配合された高強度無収縮モルタル１６の粘
性を増加させられる。

【００１８】高温の状況（夏期）での混練は冷水を使用
し、冷却した状態で保管・運搬することにより、塗り上
げ作業前の時間を一定に調整することができる。

【００１９】モルタルは混練時に小さな気泡が発生し除
去できないため、硬化したモルタルの強度が低下すると
ともに、強度のバラツキが発生するが、強度のバラツキ
を防止するため、ガラス繊維・ポリプロピレン繊維を混
入させる。

【００２０】次に、図３に示すように、高強度無収縮モ
ルタル１６を必要な厚さまで、例えばコテにて塗布す
る。

【００２１】続いて、図４に示すように、高強度無収縮
モルタル１６硬化後、図２に示すプライマー１２の塗
布、その上にエポキシ樹脂１４を塗布し、炭素繊維シー
ト１３を貼付け、ローラー等で炭素繊維シート１３を押
付けてエポキシ樹脂１４が炭素繊維シート１３の表面に
浮き出るように含浸の工程を行い、炭素繊維シート層を
造成する。

【００２２】図５は、上記の工程により構築されたボッ
クス状構造物２１を示す。その内面には補強構造３が施
工されている。

【００２３】本発明は、高強度無収縮モルタル１６を例
えばコテにて塗布するが、コテで塗り上げてコンクリー
ト構造物を築造する方法は、モルタルの強度・接着性・
施工性・コスト面で問題があり、部分的な補修や表面修
理を除けば採用されることはなかった。特に、上向きの
施工（下に塗り重ねる）は強度的な品質確保が困難と考
えられていた。

【００２４】ラーメン構造などの構造形態を持つ鉄筋コ
ンクリート構造物を、モルタルを塗り上げることで構造
物全体として補強する工法はなかったが、本発明による
と、特有の配合の高強度無収縮モルタル１６を使用する
ので、ボックス状構造物２１の補強ができる。一般的
に、補強後の強度解析は既存構造物残存強度と補強部を
一体化した、複雑な計算と検討が必要であった。

【００２５】しかし、本発明の補強工法では、補強部構
造物（補強のため築造した構造物）の、部分的な圧縮強
度・引張強度、せん断強度および補強部構造物そのもの
のラーメン構造としての保有強度は、通常の鉄筋コンク
リート構造物と同じ考え方で計算できる。よって、本発
明では補強部構造物の要求強度を決めることで、パソコ
ンによる市販ソフトにより簡便に補強計算が可能とな
る。

【００２６】例えば、繊維シートを貼付け、表面にモル
タル仕上げをしても、その物自体で外力に対する構造物
としての強度は保有していないため、既存構造物と一体
化した強度の算出が必要で、複雑な検討が必要であっ
た。

【００２７】本発明では、実施工と同様の施工状況・施
工環境で供試体をとり、圧縮試験を行う方法や、補強部
分のコア抜きを行い試験を行うことで強度確認ができ
る。

【００２８】また、既存構造物残存強度に応じた補強構
造とすることにより、既存構造物の延命補強に適した低
コストの補強部構造物が構築できる。すなわち、既存構
造物残存強度を踏まえた補強構造体が負担する引張応力
については繊維シートの貼付け層の増減を行い、圧縮と
せん断応力についてはモルタル層厚の増減を行い、既存
構造物に適した繊維シートとモルタルを併用した補強部
構造物の構築が可能である。

【００２９】さらに、使用する繊維シートは、補強構造
物が負担すべく引張強度により、例えば炭素繊維、アラ
ミド繊維およびガラス繊維を選定し、使用することによ
り、アラミド繊維シートとモルタルを併用した補強部構
造物の構築が可能であり、ガラス繊維シートとモルタル
を併用した補強部構造物の構築が可能である。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、上述のように、人孔の内面に
貼付けた繊維シートと、前記繊維シートの上に塗布した
モルタルと、前記モルタルの上に繊維シートを貼付けて
３層構造として地中のボックス構造物に作用する引張応
力、圧縮応力、せん断応力を人孔内面に貼付けた繊維シ
ートはボックス構造物に作用する外側の引張応力を負担
し、３層構造の中間層となるモルタルは圧縮応力とせん
断応力を負担し、モルタルの内面に貼付けた繊維シート
はボックス構造に作用する内側の引張応力を負担する。
上記の３種の応力を３層構造でもって強度を増大させる
べく、繊維シートとモルタルを併用した人孔補強構造で
あるので、施工コストが安く、工期が短く、安全上の問
題もなく、地下埋設物や道路状況にも左右されず、ま
た、人孔の内面に設備があっても施工が容易で、さら
に、人孔のボックス状の構造物としての強度を増大させ
ることを可能とした。

【００３１】また、本発明は、人孔の内面に繊維シート
を貼付け、前記繊維シートの上にモルタルを塗布し、前
記モルタルの上に繊維シートを貼付けて３層構造となる
繊維シートとモルタルを併用した人孔補強工法であるの
で、施工コストが安く、工期が短く、安全上の問題もな
く、地下埋設物や道路状況にも左右されず、また、人孔
内に設備があっても施工が容易で、さらに、人孔のボッ
クス状の構造物としての強度を増大させることを可能と
した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の地中にある補強構造を施工
した人孔の断面図である。

【図２】図１の人孔の内面にプライマー、炭素繊維シー
ト、エポキシ樹脂を設けた要部拡大断面図である。

【図３】図２の内面に高強度無収縮モルタルを設けた要
部拡大断面図である。

【図４】図３の内面にプライマー、炭素繊維シート、エ
ポキシ樹脂を設けた要部拡大断面図である。

【図５】図２、図３、図４の工程により内面に補強構造
が施工されたボックス状構造物の斜視図である。

【符号の説明】 １…地中 ２…人孔 ３…補強構造物 １１…既設コンクリート １２…プライマー １３…炭素繊維シート １４…エポキシ樹脂 １５…プライマー １６…高強度無収縮モルタル ２１…ボックス状構造物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸島 功 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社 (72)発明者 中村 晃久 大阪市北区本庄東２丁目９番18号 関電興 業株式会社 (72)発明者 橋田 和則 大阪市北区本庄東２丁目９番18号 関電興 業株式会社 (72)発明者 上田 直司 大阪市北区本庄東２丁目９番18号 関電興 業株式会社 (72)発明者 河野 勇二 名古屋市中区正木１丁目３番12号 日本シ ーアールエム株式会社 Ｆターム(参考） 2D047 BA00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人孔の内面に貼付けた繊維シートと、前
   記繊維シートの上に塗布したモルタルと、前記モルタル
   の上に繊維シートを貼付けて、前記中間部のモルタルを
   前記両側の繊維シートで挟み込んで３層構造となる繊維
   シートとモルタルを併用した人孔補強構造。
2. 【請求項２】 人孔の内面に繊維シートを貼付け、前記
   繊維シートの上にモルタルを塗布し、前記モルタルの上
   に繊維シートを貼付けて、前記中間部のモルタルを前記
   両側の繊維シートで挟み込んで３層構造となる繊維シー
   トとモルタルを併用した人孔補強工法。